Le dépôt sous vide, plus précisément l'évaporation thermique ou l'évaporation thermique sous vide (ETV), est une méthode utilisée dans la fabrication et la recherche pour déposer des couches minces de matériaux sur un substrat.
Ce processus consiste à chauffer un matériau dans une chambre à vide jusqu'à ce qu'il se vaporise et se condense sur un substrat.
5 points clés expliqués
1. Le processus
Le processus d'évaporation thermique commence par une chambre à vide, généralement en acier inoxydable.
Cette chambre abrite un creuset ou une barque en matériaux réfractaires tels que le tungstène ou le molybdène.
Le matériau à déposer, appelé évaporant, est placé à l'intérieur de ce creuset ou de cette barque.
L'environnement sous vide est crucial car il empêche le matériau vaporisé d'entrer en collision avec les molécules de gaz, garantissant ainsi un processus de dépôt propre.
La pression du vide varie de 10^-5 à 10^-9 Torr, en fonction du niveau de contamination souhaité dans le film déposé.
Pour un dépôt efficace, la pression de vapeur du matériau doit atteindre au moins 10 mTorr.
2. Méthodes d'évaporation
L'évaporation thermique peut être réalisée à l'aide de deux méthodes principales.
Le chauffage électrique : Cette méthode consiste à chauffer le matériau à l'aide de fils chauffés électriquement ou dans des creusets constitués de matériaux ayant des points de fusion plus élevés.
Cette méthode convient aux matériaux dont le point de fusion n'est pas extrêmement élevé.
Chauffage par faisceau d'électrons : Pour les matériaux ayant des points de fusion plus élevés, un faisceau d'électrons peut être utilisé pour chauffer et vaporiser le matériau.
Cette méthode permet un contrôle précis du processus de chauffage et peut traiter une gamme plus large de matériaux.
3. Conditions de vide
La pression de base requise dans le dispositif de revêtement se situe généralement entre 10^-7 et 10^-5 mbar, en fonction de la qualité de la couche requise.
Ce vide poussé est essentiel pour le dépôt physique en phase vapeur (PVD), car il garantit que le matériau se dépose sur le substrat sans interférence avec les molécules de gaz.
4. Applications
Le dépôt sous vide, y compris l'évaporation thermique, est largement utilisé dans diverses industries pour des applications de revêtement.
Elle est particulièrement utile pour déposer des couches minces de matériaux difficiles à évaporer dans des conditions atmosphériques normales.
Cette technologie permet de créer des couches allant d'une épaisseur atomique à plusieurs millimètres, en fonction des besoins de l'application.
5. Résumé
En résumé, l'évaporation thermique sous vide est une technique essentielle dans le domaine du dépôt de couches minces.
Elle offre un contrôle précis du processus de dépôt et la possibilité de travailler avec une large gamme de matériaux dans des conditions de vide hautement contrôlées.
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